La comparación completa de las tasas de error para amoníaco, butano, tolueno y agua. Crédito: Instituto Coreano de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción
El Instituto Coreano de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción ha introducido una ecuación de presión de vapor. Aborda las limitaciones del método Lee-Kesler, que ha sido un método ampliamente utilizado en el campo de la termodinámica y ofrece una solución versátil e integral para los cálculos de presión de vapor en diversas condiciones.
El estudio es publicado en el diario Comunicaciones de ingeniería química.
El método Lee-Kesler ha sido un método de cálculo confiable en el diseño de procesos químicos, particularmente para predecir la presión de vapor basándose en propiedades de los materiales. Al referirse al factor acéntrico, tiene en cuenta el comportamiento no ideal y ofrece resultados estables y precisos, incluso cerca de puntos críticos.
Su simplicidad (que requiere sólo el factor acéntrico y las propiedades críticas) la ha convertido en una alternativa preferida a la ecuación de Antoine, que depende de una gran cantidad de datos de temperatura específicos de sustancias. Sin embargo, sus limitaciones en el rango de temperatura y la precisión a temperaturas más bajas han planteado desafíos durante mucho tiempo.
El Dr. Lee Jaiyeop de KICT desarrolló esta nueva ecuación, que representa una mejora significativa, logrando una impresionante tasa de error promedio del 0,49%, ligeramente mejor que el 0,50% del método Lee-Kesler. En un estudio con 76 sustancias, superó al método Lee-Kesler en 45 casos.
En particular, a temperaturas reducidas por debajo de 0,7, la ecuación demostró una tasa de error promedio del 0,57 %, en comparación con el 0,72 % del método Lee-Kesler. Esta precisión mejorada a niveles relativamente temperaturas más bajas podría ser particularmente valioso para criogénicos y otros ambientes extremos como la Antártida o la superficie lunar.

Comparación de la ecuación desarrollada (Sky) y el método Lee-Kesler (Peach) para 76 sustancias. Crédito: Instituto Coreano de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción
Un avance clave es su rango de temperatura ampliado. Si bien el método Lee-Kesler se limita a cálculos en torno a una temperatura reducida de 0,7, la nueva ecuación es aplicable en un amplio rango, de 0,25 a 0,95. Esta flexibilidad lo hace adecuado para sustancias con datos experimentales limitados, abordando los desafíos de dependencia de datos que enfrentan otros métodos. En consecuencia, proporciona un entorno computacional más adaptable y eficiente para ingenieros e investigadores.
La ecuación ha recibido reconocimiento internacional como una extensión significativa de los métodos de Antoine y Lee-Kesler. Sus posibles aplicaciones abarcan diversos campos, incluidos el energético, el farmacéutico y el de vigilancia medioambiental. Su precisión y versatilidad lo convierten en una herramienta valiosa para abordar los desafíos de alta presión y baja temperatura en operaciones industriales.
Además, la ecuación está diseñada para integrarse perfectamente con los sistemas de monitoreo basados en IoT. Esta compatibilidad permite el análisis de datos en tiempo real y la optimización de procesos, que se espera mejoren la productividad y la seguridad en todas las industrias. Al unir la innovación teórica con aplicaciones prácticas, este nuevo enfoque promete establecer un nuevo punto de referencia en los cálculos de presión de vapor.
El Dr. Lee dijo: «Esta investigación no sólo establece un nuevo punto de referencia sino que también introduce una herramienta transformadora para la comunidad de ingeniería química».
Mencionó que con su adopción se espera que las industrias logren avances significativos. A medida que su influencia crece, esta innovadora ecuación dejará una huella duradera en varias disciplinas.
Más información:
Jai-Yeop Lee, Derivación de la ecuación de presión de vapor de rango completo desde un punto arbitrario, Comunicaciones de ingeniería química (2024). DOI: 10.1080/00986445.2024.2409171
Proporcionado por
Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología
Citación: Nueva ecuación refina los cálculos de presión de vapor para diversas condiciones (2025, 6 de enero) recuperado el 7 de enero de 2025 de https://phys.org/news/2025-01-equation-refines-vapor-pression-diverse.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.